Egészségtámogató és élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentő összetevők meghatározására alkalmas analitikai módszerek fejlesztése

Egészségtámogató és élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentő összetevők meghatározására alkalmas analitikai módszerek fejlesztése Tömösközi Sándor, Bucsella Blanka, Bugyi Zsuzsanna, Hajas Lívia, Harasztos Anna, Szendi Szilvia, Török Kitti, Bagdi Attila, Balázs Gábor és hallgatóink… Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék

HUNGALIMENTARIA 2013 „Kockázatbecslés, önellenőrzés, élelmiszerbiztonság” tudományos konferencia 2013. április 16-17..

BME -Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék

Előadásvázlat

• Rövid bevezető búza és gabonaminősítésről… • A gabonák újra felfedezett komponensei • egészségtámogató makro- és mikrokomponensek • élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentő összetevők – allergia és cöliákia • Analitikai módszerfejlesztése • Néhány alkalmazási példa


Jellemző nagyipari gabonafeldolgozás ma

Teljes kiőrlésű liszt

Forrás: Molnár Dóra 2012

Finomliszt


Mit „tud” a búza…? – Először: technológiai szempontból az igazi unikum a fehérlisztből készített tészta minősége

Gyúrhatóság (mindenféle tésztánál) Nyújthatóság (pl. rétes vagy pizza)

Gázvisszatartás (pl. kenyér, péksütemény, piskóta)

Hidratáció, vízfelvétel (pl. száraztészta)


Mit „tud” a búza…? – A technológia tulajdonság alakulásának fő „felelőse” a sikérfehérje

=

+

Glutenin polipeptidalegységekből felépült makro-polimer ELASZTIKUS

Gliadin

Sikér

KOMPLEX monomer, REOLOGIAI hidrofób TULAJDONSÁG fehérjék PLASZTIKUS


Mit „tud” a búza…? – A fehérjeösszetételt és a technológiai minőséget befolyásoló tényezők Gének 1A 1B 1D

6A 6B 6D

HMW LMW Gliadin 10-15%

30-35%

Glutenin polimerek

35-40%

Nemesítés

Termesztés

Feldolgozás

• Genetikai potenciál

• Környezeti hatások

• Technológiai fejlesztések

Gliadin monomerek

További komponensek Sikér (fehérje-szénhidrát-lipid komplex) Oldható fehérjék Keményítő Feldolgozás → Hidratáció → Dagasztás

Végtermék

Agrotechnológia Talaj minősége Időjárás Kártevők…

Nem keményítő jellegű szénhidrátok Lipidek Antioxidánsok…


Mit „tud” a búza…? – A technológiai minőséget befolyásoló tényezők is igénylik a módszerfejlesztéseket… BW@PR MBW

BW@BD

TMBW

RBD

PR MT Time (s)

RVA

nRev2gM


Mit „tud” a búza…? – Másodszor: táplálkozástani szempontból többet, mint amit ma hasznosítunk


Analitikai fejlesztések – azok a bizonyos élelmi rostok… Sample preparation

Weighing of duplicate samples Incubation 1, gelatinization and degradation of starch. Incubation 2, degradation of proteins. Incubation 3, final degradation of starch.

Total Dietary Fibre

Insoluble and Soluble Dietary Fibre Filtration and washing wi th water

Precipitation with alc ohol Filtration and washing wi th alc ohol Washing wi th acetone Drying ashing and weighing

Washing wi th acetone

IDF in residue

SDF in filtrate

Drying and weighing

Precipitation with alc ohol Filtration and washing wi th alc ohol

IDF

TDF Drying ashing and weighing

IDF + SDF =TDF

SDF

Forrás: Foss



Analitikai fejlesztések – azok a bizonyos élelmi rostok… Sample preparation

Weighing of duplicate samples Incubation 1, gelatinization and degradation of starch. Incubation 2, degradation of proteins. Incubation 3, final degradation of starch.

Total Dietary Fibre

Insoluble and Soluble Dietary Fibre Filtration and washing wi th water

Precipitation with alc ohol Filtration and washing wi th alc ohol Washing wi th acetone Drying ashing and weighing


IDF in residue

SDF in filtrate

Drying and weighing

Precipitation with alc ohol Filtration and washing wi th alc ohol

IDF

TDF Drying ashing and weighing

IDF + SDF =TDF

SDF

Forrás: Foss



Analitikai fejlesztések – Rostkomponensek meghatározása

Rostkomponensek: elsősorban sejtfal alkotók A célkeresztben lévő molekulák mindig bonyolult mátrixban helyezkednek el, akár kovalensen kapcsolódva egyéb komponensekhez Forrás: http://wbc.agr.mt.gov/ consumers/diagram_kernel.html

Forrás: Saulnier L Guillon F Sado PE Ruoau X 2007 Elsevier

Forrás: IiyamaK Lam TBT StoneBA 1994 Covalent crosslinks in the cell wall PlantPhysiol 104315-320 ures


Analitikai fejlesztések – Rostkomponensek meghatározása Arabinoxilánok gázkromatográfiás meghatározása Az alditol acetát képzésen alapuló módszert Englyst és Cummings (1984) dolgozta ki először összes NSP (nem keményítő jellegű poliszaccharid, elsősorban AX és AG) tartalom meghatározására. Ennek továbbfejlesztett változatát alkalmazzuk kutatásban fajtaminőítésben, és a gyakorlatban liszt, korpa vizsgálatára malmi frakciók, valamint termékek – kenyér, reggeli cereáliák- WE-AX és TOT-AX tartalmának meghatározására.


Analitikai fejlesztések – Rostkomponensek meghatározása Arabinoxilánok gázkromatográfiás meghatározása Analitikai teljesítményjellemzők Analitikai jellemző

Ismételhetőség

Minta

TOT-AX % Teljes őrlemény (2009)

2,60

Teljes őrlemény (2008)

4,14

Száraz tészta

6,14

Malmi frakciók

1,31


6,32


6,66

Száraz tészta

5,90

Malmi frakciók

9,91

WE-AX %

Szűkített reprodukálhatóság

RSD% (két minta esetén különbség%)

TOT-AX % Teljes őrlemény (2008)

23,20


15,00


20,83


9,48

WE-AX %


Analitikai fejlesztések – Rostkomponensek meghatározása ß-glükánok


Analitikai fejlesztések – Rostkomponensek meghatározása ß-glükánok mérésére alkalmas enzimes módszer

Elv: Megazyme Ltd


Analitikai fejlesztések – Rostkomponensek meghatározása Alkalmazási példa ß-glükánok mérésére

2 m/m % sz.a

1,5 1

0,5 0

Búza finomliszt

BKL

Teljes kiőrlésű búzaliszt

Teljes kiőrlésű zabliszt

Rozs finomliszt


Analitikai fejlesztések – Egészségtámogató mikrokomponensek analízise: fenolos savak

• Hidroxilezett fahéj- és benzoesav származékok. • Növényi szekunder metabolitok: a fenilalanin és a tirozin lebontási útvonalának (sikiminsav út) intermedierjei. • Előfordulási formái: szabad, konjugált, kötött. • Gabonákban a fő komponens a ferulasav (~70%) • Antioxidatív hatás: • a bélrendszer teljes védelme az oxidatív stressztől; • más antioxidánsok transzkripciójának stimulálása az Antioxidant Response Element aktiválásával • Koleszterin szint csökkentő hatás. • Antivirális, antimikrobiális hatás.


Analitikai fejlesztések – Egészségtámogató mikrokomponensek analízise: fenolos savak


Analitikai fejlesztések – Egészségtámogató mikrokomponensek analízise: fenolos savak Végtermékek (kísérleti tészta és pékáruk fenolossav tartalma, megj.: a fenolossav-tartalom erősen korrelációt mutat az össz. Antioxidáns kapacitással)


Analitikai fejlesztések – Egészségtámogató mikrokomponensek analízise: alkilrezorcinok A bioaktív komponensek egyik fajtája a fenolos lipidek csoportjába tartozó, 1,3-dihidroxi benzol származékok, az alkilrezorcinok. Az AR molekula gerincét a rezorcinol gyűrű adja, melynek 5-ös pozíciójában főként telített alkil-csoport helyezkedik el, melynek szénatom száma 15 és 25 között változik. Hatás, szerep: Biomarker, lehetséges antikarcinogén (?), gammatokoferol szintézist növeli (?). Módszer Kolorimetriás Vékonyréteg kromatográfia Folyadék kromatográfia

     

Gázkromatográfia   

Előny homológ meghatározás olcsóbb az egyes homológok egymás melletti kimutatására alkalmas olcsóbb kvantitatív meghatározásra alkalmas megfelelő detektorral összekapcsolva jó a szelektivitása kvantitatív meghatározásra alkalmas a homológok egymás mellet meghatározhatóak a telítetlen homológok is vizsgálhatóak

    



Hátrány nagy munka- és időigény veszélyes vegyszer használat nem alkalmazható kvantitatív kimutatásra nagy munka- és időigény nem lehet homológokat elkülöníteni

nagy munka- és időigény


Analitikai fejlesztések – Egészségtámogató mikrokomponensek analízise: alkilrezorcinok  Mintaelőkészítés:  etilacetát +metil-behenát (belső standard)  24 órás folyamatos rázatásra  a felülúszót bepároljuk  visszaoldjuk etil-acetátban, újra bepároljuk.  az egyesített fázisokat visszaoldjuk 10 l etil-acetátban  Mérés GC-vel (módszerfejlesztés folyamatban, cél a szelektivitás javítása)


Analitikai fejlesztések – Egészségtámogató mikrokomponensek analízise: alkilrezorcinok mennyisége gabonatermékekben


Mit „tud” a búza…? – Harmadszor: egyes fogyasztói csoportoknak a technológia szempontból fontos sikér (és egyéb gabona-) fehérjék élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentenek


Az élelmiszerallergiát és intoleranciát kiváltó komponensek az élelmiszerek természetes alkotói – a módszerek érvényesítése több problémát felvet


Az élelmiszerallergiát és intoleranciát kiváltó komponensek az analitikájának fejlesztésével kapcsolatos kutatások a BME-ABÉT-en

Anyagfejlesztés

JÖVŐ

Bugyi Zsuzsanna és munkatársainak előadása holnap: Élelmiszer-allergének mennyiségi meghatározása immunanalitikai módszerekkel- Lehetőségek és korlátok


Összegzés helyett… a lehetőségekről - Tipikusan interdiszciplináris területeket művelünk, amely a szakterületek (agrárkutatás és termesztés, kémia, analitika, biotechnológia, élelmiszerfejlesztés, klinikum…) együttműködése nélkül nem működőképes - A vázolt területeken van talán esélyünk arra, hogy mind alapkutatásban, mind az eredmények alkalmazásában újdonságokat tudjunk felmutatni és azokat értékesíteni. - A hallgatók bekapcsolódódása óriási érték és lehetőség. - A szakmai eredményeket igyekszünk azonnal beépíteni a graduális és posztgraduális képzésekbe és az analitikai szolgáltatásokba.


Köszönet… •

• • •

Közvetlen kollégáinknak, akik folyamatosan részt vesznek a fejlesztésekben  Bucsella Blankának  Hajas Líviának  Harasztos Annának  Kormosné Bugyi Zsuzsannának  Szendi Szilviának  Szűcsné Makay Erikának  Török Kittinek  Bagdi Attilának  Balázs Gábornal  Gergely Szilveszternek  Salgó Andrásnak Lelkes hallgatóinknak A Tanszék és a Kar résztvevő munkatársainak Együttműködő partnereinknek: AboMill, BOKU (Bécs), ICC, Debreceni Egyetem, Gyermely zRt, MTA-MgKI, KÉKI, KITE, Lipóti Pékség, Szerencsi Mg zRt ( A felsorolás nem teljes…)

Köszönet… •

Közvetlen kollégáinknak, akik folyamatosan részt vesznek a fejlesztésekben  Bucsella Blankának  Hajas Líviának  Harasztos Annának  Kormosné Bugyi Zsuzsannának  Szendi Szilviának  Szűcsné Makay Erikának  Török Kittinek  Bagdi Attilának  Balázs Gábornal  Gergely Szilveszternek  Salgó Andrásnak

•

Lelkes hallgatóinknak

•

A Tanszék és a Kar résztvevő munkatársainak

•

Együttműködő partnereinknek: AboMill, BOKU (Bécs), ICC, Debreceni Egyetem, Gyermely zRt, MTA-MgKI, KÉKI, KITE, Lipóti Pékség, Szerencsi Mg zRt ( A felsorolás nem teljes…)

Köszönet…a projektek támogatásáért Pannon minőségű búza kialakítása a nemesítés, a termesztési és feldolgozási technológia fejlesztésén keresztül (TECH 20096A3)

Cukorcirok nemesítésének, tárolásának és feldolgozásának fejlesztése (TECH_08_A3/2-20080401)

Egészségmegőrzés és hagyomány: alapanyag-, termék- és technológiafejlesztés a gabonavertikumban (TECH_08_A3/2-2008-0425)

A sikér és pentozán összetétel sütési minőségre gyakorolt hatásainak vizsgálata (CK-80334) MoniQA – Analitikai módszerek harmonizálása az élelmiszer ellátó láncban az élelmiszer minőség és biztonság monitorozása céljából (Fp6)

Healthgrain - Exploiting Bioactivity of European Cereal Grains for Improved Nutrition and Health Benefits (Fp6)

„Minőségorientált, összehangolt oktatási és K+F+I stratégia, valamint működési modell kidolgozása a Műegyetemen” (TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002)

Köszönöm, hogy meghallgattak!

Egészségtámogató és élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentő összetevők meghatározására alkalmas analitikai módszerek fejlesztése

Recommend Documents